摘要：本文介紹了厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）的構(gòu)造與工作原理，指出了EGSB反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，并總結(jié)了其在廢水處理中的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）；廢水處理；工作原理；研究

引言

厭氧膨脹顆粒污泥床( Expanded Granular Sludge Bed，簡(jiǎn)稱EGSB) 是由荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)的Lettinga等人于20世紀(jì)90年代初，在上流式厭氧污泥床(UASB)的研究成果的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種高效厭氧反應(yīng)器。目前, EGSB反應(yīng)器已成功應(yīng)用于生活污水以及食品、醫(yī)藥、化工等工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。由于其處理容量高、投資少、占地省、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，引起了各國(guó)水處理人員的關(guān)注，甚至被認(rèn)為是第三代厭氧生化反應(yīng)器的代表工藝之一。

1、EGSB反應(yīng)器的構(gòu)造與工作原理

EGSB反應(yīng)器一般為圓柱狀塔形，具有很大的高徑比，生產(chǎn)裝置反應(yīng)器的高度可達(dá)15~20米。其構(gòu)造與UASB反應(yīng)器極為相似，可以分為進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)、沉淀區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應(yīng)器不同之處是，EGSB反應(yīng)器設(shè)有專門的出水回流系統(tǒng)。

EGSB反應(yīng)器的主要工作原理是：廢水由底部配水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器,很高的上升流速使廢水與顆粒污泥充分接觸,有機(jī)物被降解,同時(shí)產(chǎn)生氣體。三相分離器首先使混合液脫氣，生成的沼氣進(jìn)入氣室后排出反應(yīng)器，脫氣后的混合液在沉淀區(qū)進(jìn)一步進(jìn)行固液分離,污泥沉淀后返回反應(yīng)區(qū)，澄清的出水流出反應(yīng)器。由于EGSB反應(yīng)器內(nèi)流體上升流速很大，所以必須要有沉降性能更好的顆粒污泥和分離效果更強(qiáng)的三相分離器才能保證以上過(guò)程的順利進(jìn)行。

2、EGSB反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)

EGSB反應(yīng)器是在UASB反應(yīng)器研究成果的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，與UASB反應(yīng)器相比，EGSB反應(yīng)器有如下特點(diǎn):

（1）EGSB反應(yīng)器內(nèi)維持較高的液體表面上升流速(2.5—6m/h)，能在高負(fù)荷下取得高處理效率。

（2）反應(yīng)器采用較大的高徑比(15—40)，細(xì)高型的反應(yīng)器構(gòu)造可有效地減少占地面積。

（3）EGSB反應(yīng)器的顆粒污泥床呈膨脹狀態(tài)，顆粒污泥性能良好。在較高的水力負(fù)荷條件下，顆粒污泥的粒徑較大，凝聚和沉降性能好，機(jī)械強(qiáng)度也較高。

（4）EGSB反應(yīng)器對(duì)布水系統(tǒng)要求較為寬松，但對(duì)三相分離器要求更為嚴(yán)格。較高的水力負(fù)荷使得反應(yīng)器內(nèi)的攪拌強(qiáng)度加大，這保證了顆粒污泥與廢水之間的充分接觸，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，可以有效地解決UASB常見(jiàn)的短流、死角和堵塞問(wèn)題。

（5）EGSB反應(yīng)器采用出水回流技術(shù)。對(duì)于低溫和低負(fù)荷有機(jī)廢水，回流可以增加反應(yīng)器的水力負(fù)荷，保證處理效果；對(duì)于超高濃度或含有毒物質(zhì)的有機(jī)廢水，回流可以稀釋進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度和有毒物質(zhì)濃度，降低其對(duì)微生物的抑制和毒害，這是EGSB區(qū)別于UASB工藝最為突出的特點(diǎn)之一。

（6）EGSB反應(yīng)器在處理低溫、低濃度有機(jī)廢水時(shí)也有顯著效果。

雖然EGSB反應(yīng)器具有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍有一些不足之處：

（1）對(duì)操作的要求較高；

（2）對(duì)來(lái)水水質(zhì)要求較高；

（3）接種菌種不易尋找；

（4）需按比率投加營(yíng)養(yǎng)劑、絮凝劑等；

（5）處理系統(tǒng)一旦崩潰，恢復(fù)的時(shí)間較長(zhǎng)。

3、EGSB技術(shù)在廢水處理中的研究現(xiàn)狀

劉新[1]采用EGSB技術(shù)在常溫下處理生活污水,接種顆粒污泥。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用EGSB厭氧工藝處理生活污水，出水水質(zhì)較好，COD、SS去除率都在70%~90%以上。

孫凱等[2]采用小試規(guī)模的EGSB反應(yīng)器處理高濃度豆制品廢水（污水COD為1 000～13 000 mg?L-1），連續(xù)運(yùn)行180 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，EGSB反應(yīng)器處理高濃度豆制品廢水能夠達(dá)到很好的效果，當(dāng)進(jìn)水COD有機(jī)負(fù)荷為2～6.75 kg?m-3?d-1，HRT為48 h時(shí)，COD、BOD5去除率為85%左右。

張琦等[3]以厭氧和間歇微氧條件為參照，分析了EGSB反應(yīng)器在連續(xù)微氧條件下對(duì)焦化廢水中揮發(fā)酚的去除。結(jié)果表明，在反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)水揮發(fā)酚質(zhì)量濃度在10.09～201.34 mg?L-1之間，微氧反應(yīng)器有很好的抗沖擊負(fù)荷能力，揮發(fā)酚的去除率保持在98%左右。

涂勇等[4]采用EGSB反應(yīng)器處理廢紙?jiān)旒垙U水，得出在進(jìn)水COD負(fù)荷為10.03 kg/(m3?d)，上升流速為0.92m/h的情況下，COD去除率可達(dá)到72.41%。

畢萬(wàn)新等[5]在中溫(34±1℃)條件下，采用EGSB反應(yīng)器處理大慶石化廢水。結(jié)果表明，CODCr去除率達(dá)70 %以上，甲烷產(chǎn)率系數(shù)穩(wěn)定在0.21mLCH4/mgCODCr。

劉建廣等[6]采用EGSB-A/O工藝處理高濃度的淀粉廢水。得出在消化溫度為35℃的條件下，EGSB反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行COD容積負(fù)荷達(dá)到20 kg?m-3?d-1，污水處理整體工藝對(duì)廢水中COD、BOD5和SS去除率分別達(dá)98.5%、99.5%和95%，出水水質(zhì)滿足當(dāng)?shù)嘏欧乓蟆?/p>

朱桂艷等[7]采用EGSB反應(yīng)器處理人工配制的高硫酸鹽有機(jī)廢水。結(jié)果表明，當(dāng)保持S2-/NO3-在1.7—1.8時(shí)，S2-保持較高去除率且不會(huì)進(jìn)一步生成硫酸鹽。脫硫反應(yīng)器與EGSB反應(yīng)器聯(lián)合運(yùn)行，COD去除率達(dá)到90%以上，S2-去除率可達(dá)94%以上。

4、結(jié)語(yǔ)

EGSB反應(yīng)器作為第三代高效厭氧處理工藝的典型，其負(fù)荷高、占地面積小及自身產(chǎn)生沼氣創(chuàng)造價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)非常適合發(fā)展中國(guó)家的需要。因此，EGSB反應(yīng)器未來(lái)在發(fā)展中國(guó)家的市場(chǎng)將有很大的提升。中國(guó)在厭氧反應(yīng)器方面的研究與世界先進(jìn)水平相比仍有很大差距,目前雖有一些EGSB反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用實(shí)例,但由于在布水系統(tǒng)和三相分離器設(shè)計(jì)上的相對(duì)落后,并不能取得令人滿意的效果。但是我相信在引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)及國(guó)家節(jié)能減排的大趨勢(shì)下，EGSB反應(yīng)器在我國(guó)高濃度有機(jī)廢水處理方面將會(huì)有著巨大的發(fā)展前景。